激光将难以处理的塑料分解成有价值的成分

一个研究小组创造了一种激光技术，可将坚硬的塑料分解成有价值的成分，为解决全球塑料污染问题提供了一种新的、可持续的方法。由德克萨斯州工程师领导的一个全球研究小组开发出了一种基于激光的方法，可将塑料和其他材料中的分子分解成基本成分，以便将来重新使用。

这项发现涉及在称为过渡金属二钙化物的二维材料上铺设这些材料，然后点亮它们，它有可能改善我们处理塑料的方式，因为用现在的技术几乎无法分解塑料。

"通过利用这些独特的反应，我们可以探索将环境污染物转化为有价值、可重复使用的化学品的新途径，从而为发展更具可持续性的循环经济做出贡献，"该项目负责人之一、科克雷尔工程学院沃克机械工程系教授郑跃兵说，"这一发现对于应对环境挑战和推动绿色化学领域的发展具有重要意义。"

这项研究最近发表在《自然通讯》（Nature Communications）上。研究小组成员包括来自加州大学伯克利分校、日本东北大学、劳伦斯伯克利国家实验室、贝勒大学和宾夕法尼亚州立大学的研究人员。

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实验设备

塑料污染已成为全球环境危机，每年都有数百万吨塑料垃圾堆积在垃圾填埋场和海洋中。传统的塑料降解方法往往能源密集、有害环境且效果不佳。研究人员设想利用这一新发现来开发高效的塑料回收技术，以减少污染。

研究人员利用低功率光打破了塑料的化学键，并产生了新的化学键，使这些材料变成了发光碳点。碳基纳米材料具有多种功能，因此需求量很大，这些碳点有可能被用作下一代计算机设备的内存存储设备。

加州大学伯克利分校博士后李金刚在UT开始了这项研究，他说："有可能把本身可能永远不会分解的塑料变成对许多不同行业有用的东西，这令人兴奋。"

这种特定反应被称为 C-H 活化，即有机分子中的碳-氢键被选择性地断裂并转化为新的化学键。在这项研究中，二维材料催化了这一反应，导致氢分子转化为气体。这为碳分子相互结合形成信息存储点扫清了道路。

要优化光驱动的 C-H 活化过程并将其推广到工业应用中，还需要进一步的研究和开发。不过，这项研究标志着在寻求塑料废物管理的可持续解决方案方面迈出了重要一步。

本研究中展示的光驱动 C-H 活化过程可应用于许多长链有机化合物，包括纳米材料系统中常用的聚乙烯和表面活性剂。